2013 Fiscal Year Research-status Report
レーダポーラリメトリを用いた大地震に伴う津波・洪水時の水位推定と被災住宅の識別
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25350495
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
佐藤 亮一 新潟大学, 人文社会・教育科学系, 准教授 (00293184)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 地震 / 津波，洪水 / 被災地観測 / レーダポーラリメトリ / リモートセンシング / 合成開口レーダ / 偏波散乱解析 / FDTD解析 |
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| Research Abstract |
PolSARデータを用いた「津波・洪水時の河川や海面の水位推定」および「被災住宅地域の識別」を実現するため，以下の研究を行った．
1. 橋と水面との高さ推定
桁橋およびトラス橋の簡易モデルに対する散乱過渡解析および電波暗室における偏波散乱測定を行った．散乱解析には有限差分時間領域法(Finite-Difference Time-Domain Method: FDTD法)を用いた．FDTD法による散乱過渡解析の結果，桁橋にトラス構造を付加することによって発生する散乱波は，水面からの橋の高さを推定する際に利用する橋桁からの表面散乱と，橋桁側面と水面との間で発生する2回反射散乱には，大きな影響を与えないことがわかった．また，電波暗室における偏波散乱測定の結果からは，従来のWangらの提案する桁橋に適した橋高さ推定法が，桁橋のみならず，トラス橋の高さを推定する場合にも利用できることがわかった．
2. 被災住宅の識別
半壊あるいは全壊の住宅識別のために，まずは被災前の住宅の識別精度の向上を試みた．電波暗室における偏波散乱測定では，特定のターゲット領域に異なる分布の住宅モデルをおいて，その偏波散乱特性を調べた．その結果，円偏波相関係数と正規化円偏波相関係数の組み合わせが，住宅モデル識別に有効であることがわかった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初25年度に予定していた「被災地識別の研究」で利用可能な良好な衛星CバンドPolSARデータがなかったため，25年度の研究計画と26年度の研究計画を入れ替えた．当初26年度に計画していたPolSARデータを利用した津波・洪水時の水位推定（橋と水面間距離の推定）に関しては，理論解析および測定の両面で良好な成果を得ることができた．レーダ照射方向に対し，橋が斜めに配置されている場合の散乱メカニズムの解明が，水位推定精度向上のための重要な課題であることがわかったので，26年度はこの散乱メカニズムに対する散乱理論を発展させたい．一方，被災住宅の識別の研究においては，異なる２つのバンド（XバンドおよびKuバンド）を用いた（被災していない）住宅モデルに対する電波暗室での測定を行い，密集する住宅群からの偏波散乱特性を含んだPolSARデータを取得することができたので，次年度は被災住宅モデルに対しても測定を行い，その差分を利用して被災住宅地域識別のための偏波指標を提案したい．
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| Strategy for Future Research Activity |
大雨で洪水となる場合は，河川水面や海面には大きな波がある．このため，荒れた波をモデル化した理論解析および実験を行う必要がある．そこで26年度は，津波・洪水時の水位推定（橋と水面間距離の推定）の研究において，ランダムな粗面に対する偏波散乱解析および電波暗室実験を中心に行っていきたい．さらに簡易測定システムを構築して，実際の水面に対する散乱測定も検討したい．
被災地識別の研究においては，現実の大きさに近いスケールの住宅モデルを作成し，その偏波散乱解析を行う必要がある．このため，大容量メモリを利用できる計算システムを構築し，並列計算に適したプログラムの開発を行う予定である．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
被災地識別の研究においては，所有している被災地のLバンドデータと比較可能な全偏波情報をもつCバンド衛星データを用いる予定だった．しかし，被災地周辺で測定された良好な全偏波Cバンドデータがなかったため，衛星データは購入しなかった，一方で，より高解像度のXバンドデータおよびLバンドデータを利用することができるようになったため，これらのデータを活用することで，被災地識別の研究目標を達成する予定である．
次年度以降，ランダムな粗面をもつ水面に対する偏波散乱シミュレーションを行うための並列計算機購入の一部，および簡易屋外測定のための基準アンテナおよび低損失RFケーブルの購入に使用する予定である．
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Research Products
(4 results)
